DE4409571A1 - McPherson-Federbeinachse mit separater Spreizachse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine McPherson-Federbeinachse, insbesondere für eine angetriebene Vorderachse eines Fahrzeuges, nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

McPherson-Federbeinachsen sind einfach zu montierende, kostengünstige Radaufhängungen mit vorteilhaften ela­ stokinematischen Eigenschaften und bieten insbesondere bei angetriebenen Vorderachsen den Vorteil, daß sie platzsparend, leicht und unkompliziert im Aufbau sind. Nachteilig ist allerdings ein relativ großer Stoßra­ dius von üblicherweise 50 bis 100 mm, der durch den ungünstigen Verlauf der Lenkachse durch den oberen La­ gerpunkt am Federbein und das Lenkerkugelgelenk verur­ sacht wird. Dieser Stoßradius führt zu Problemen wie Shimmy-Empfindlichkeit (Lenkradschwingungen infolge von Unwucht eines Reifens), Lenkungsunruhe und Ein­ flüssen des Antriebs auf die Lenkung.

Um diesen Problemen entgegenzuwirken, ist es bekannt, eine neue separate Lenkachse einzuführen, die im Ver­ gleich zu der bisherigen Lenkachse weiter außen am Fahrzeug, d. h. näher am Reifen des Fahrzeuges liegt. Durch eine derartige Anordnung kann der Stoßradius er­ heblich reduziert werden, und die genannten Probleme wirken sich nicht mehr so stark aus.

In der EP-OS 0 279 135 ist ein Zusatzlenker offenbart, der weitgehend parallel zur Längsachse des Fahrzeuges angeordnet und mit der Feder verbunden ist, während das andere Ende des Zusatzlenkers am Fahrzeugrahmen befestigt ist, wodurch das Verdrehen der Feder verhin­ dert wird.

Die Anordnung des Zusatzlenkers parallel zur Fahrt­ richtung hat allerdings den Nachteil, daß dessen Befe­ stigung am Rahmen oder der Karosserie des Fahrzeuges aufwendig und problematisch und daher teuer ist und eine Drehung des Federbeines beim Einfedern nie ganz zu vermeiden ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu­ grunde, bei einer Federbeinachse der eingangs erwähn­ ten Art den Stoßradius auf einfache und kostengünstige Art und Weise zu verkleinern, ohne zusätzliche Nach­ teile in Kauf zu nehmen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn­ zeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale ge­ löst.

Durch das Vorsehen einer Einrichtung zur Verhinderung einer Drehbewegung des Dämpferzylinders in der bean­ spruchten Art kann der Stoßradius wesentlich verklei­ nert werden, ohne daß sich die Federeigenschaften der verwendeten Feder verändern und die Montage der Ein­ richtung ist einfach und kostengünstig.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und den nachfolgend anhand der Zeichnung beschriebenen Ausfüh­ rungsbeispielen.

Es zeigt:

Fig. 1 eine dreidimensionale Ansicht eines McPher­ son-Federbeins, das mit einer erfindungsgemä­ ßen Einrichtung versehen ist,

Fig. 2 eine Ansicht eines vorderen linken McPherson- Federbeines eines Kraftfahrzeuges von hinten, und

Fig. 3 schematisch die Anlenkpunkte eines McPherson- Federbeines.

Bezugnehmend auf Fig. 1 ist eine Ansicht eines vorde­ ren rechten McPherson-Federbeines dargestellt. Das Fe­ derbein weist eine Schraubenfeder 1, eine Dämpferkol­ benstange 2, einen Dämpferzylinder 3, eine Spurstange 4, einen Achsschenkel 5 sowie einen Querlenker 6 auf. Die ursprünglich vorhandene Lenkachse ist durch das Bezugszeichen 7 gekennzeichnet. Die aufgrund dieses Verlaufs der Lenkachse auftretenden Probleme wurden bereits angesprochen. Durch geeignete Maßnahmen wurde der Verlauf der Lenkachse so abgeändert wie durch das Bezugszeichen 8 gekennzeichnet, nämlich durch ein Lenkachsengehäuse 18 verlaufend. Das Verdrehen der Schraubenfeder 1 bzw. des mit der Schraubenfeder 1 fest verbundenen Dämpferzylinders 3 beim Einfedern oder beim Lenken der Achse wird von einem mit dem Dämpferzylinder 3 verbundenen Zusatzlenker 9 verhin­ dert, der weitgehend quer zur Längsachse des Fahrzeu­ ges angeordnet ist.

Ein Vorteil der Anordnung des Zusatzlenkers 9 quer zur Fahrzeuglängsachse ist, daß in diesem Bereich übli­ cherweise der Längsträger 10 des Fahrzeuges verläuft, so daß der Zusatzlenker 9 problemlos und stabil am Fahrzeuglängsträger 10 befestigt werden kann.

Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit der Befesti­ gung des Zusatzlenkers 9 mit einer Konsole, oder bei Fahrzeugen, die mit einem Integralträger oder einem Fahrschemel (beide nicht dargestellt) versehen sind direkt am Integralträger, so daß der Zusatzlenker pro­ blemlos und kostengünstig mit dem Rahmen des Fahrzeu­ ges verbunden werden kann. Eine derartige Befestigung ist bei Fahrzeugen mit parallel zur Fahrzeuglängsachse verlaufenden Zusatzlenkern nicht möglich.

Über die Länge des Zusatzlenkers 9 läßt sich der maxi­ mal mögliche Drehwinkel des Federbeines um die mit dem Bezugszeichen 7 gekennzeichnete alte Lenkachse beein­ flussen. Optimal wäre eine Reduzierung des Drehwinkels auf Null, so daß sich die Feder nicht verspannt und somit nicht verhärtet.

Bezugnehmend auf Fig. 3 ist schematisch der Bereich der Länge des Zusatzlenkers 9 dargestellt. Für bereits im Zusammenhang mit der Fig. 1 erwähnte Bauteile wer­ den die selben Bezugszeichen verwendet.

Die Geraden 15 und 14 spannen ein Trapez auf, dessen Unterseite der Querlenker 6 bildet. Die Ausrichtung des Zusatzlenkers muß auf einen Pol 20 erfolgen, der sich als Schnittpunkt der Querlenkerachse 21 und der Senkrechten 22 auf die Dämpferachse 23 ergibt.

Die Länge findet man dann durch Abtragen der Länge zwischen den Geraden 14 und 15 mit der oben genannten Ausrichtung.

Der somit in seinen Abmessungen definierte Zusatzlen­ ker 9 kann auch so eingebaut werden, daß sich seine Endpunkte nicht innerhalb des beschriebenen Dreieckes befinden, sondern in Längsrichtung des Zusatzlenkers 9 versetzt dazu, d. h. in Bezug auf Fig. 3 könnte der Zu­ satzlenker 9 auch nach rechts oder links verschoben werden. Die Gesamtlänge des Zusatzlenkers soll dabei jedoch gleich bleiben.

Aus der Zeichnung ist leicht ersichtlich, daß, auf­ grund des dargestellten Dreiecks, der Zusatzlenker 9 umso kürzer ausgeführt werden kann, je weiter unten er am Federbein angeordnet ist.

Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, eine be­ stimmte Drehung des Dämpferzylinders 3 und damit auch des unteren Federtellers zuzulassen, und zwar derart, daß der Federaufzug beim Einfedern oder Lenken vermin­ dert wird.

Da Schraubenfedern beim Einfedern die Tendenz zeigen, sich zu verdrehen, verändert sich beim Einfedern auch ihre Federhärte, d. h. je nachdem in welche Richtung sich die Feder dreht, wird sie härter oder weicher. Wird die Feder beim Einfedern oder Lenken an beiden Enden festgehalten und somit am Verdrehen gehindert, so wird sie härter. Läßt man hingegen durch eine ge­ eignete Wahl der Länge des Zusatzlenkers 9 eine defi­ nierte Drehung der Feder in Auszugsrichtung zu, so wird die Feder weicher und der Fahrkomfort wird ver­ bessert.

Bezugnehmend auf Fig. 2 ist ein zweites Ausführungs­ beispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung darge­ stellt. Die im Zusammenhang mit den Fig. 1 und 3 ein­ geführten Bezugszeichen kennzeichnen auch hier diesel­ ben Bauteile, soweit vorhanden.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird auf ei­ nen Zusatzlenker zum Verhindern des Verdrehens des Fe­ derbeines verzichtet, dafür ist im Dämpferzylinder 2 ein Führungsglied vorgesehen, das als Führungsstift 16 ausgebildet ist, der auf dem Bodenteil des Dämpferzy­ linders 2 verdrehsicher befestigt ist. Der Führungs­ stift 16 weist eine Querschnittsfläche auf, die nicht rund ist, d. h. die entweder rechteckig oder dreieckig ist oder eine andersartige Profilform aufweist. Die Unterseite 17 der Dämpferkolbenstange 2 weist eine zu diesem Profil komplementäre Aussparung auf, in die der Führungsstift 16 hineinragt. Durch diese Anordnung kann sich die Dämpferkolbenstange 2 und somit auch al­ le mit ihr verbundenen Bauteile nicht verdrehen wenn sich die Kolbenstange im Zylinder während des Ein- und Ausfederns bewegt, da der Dämpferzylinder 3 verdrehsi­ cher auf dem Achsschenkel befestigt ist.

Claims (9)

1. McPherson-Federbeinachse, insbesondere für eine an­ getriebene Vorderachse eines Fahrzeuges, mit einem Dämpferzylinder, einer Dämpferkolbenstange, einer zwischen einem oberen und einem unteren Federteller gespannten Schraubenfeder, einem Achsschenkel, ei­ nem Querlenker, der über ein Gelenk mit einem Achs­ schenkel verbunden ist und einer mit dem Achsschen­ kel verbundenen Spurstange, wobei an dem Dämpferzy­ linder seitlich in Richtung zum Rad ein Lenkachsen­ gehäuse angeflanscht ist, in dessen Innerem das obere Ende des Achsschenkels mit einem Lagerbolzen derart gelagert ist, daß die Lenkachse zwischen dem Lagerbolzen und dem Gelenk zwischen dem Achsschen­ kel und dem Querlenker gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (9, 16) zur Verhinderung einer Drehbewegung des Dämpferzylinders vorgesehen ist.

2. McPherson-Federbeinachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Verhinderung einer Drehbewegung einen sich wenigstens annähernd quer zur Fahrtrich­ tung erstreckenden Zusatzlenker (9) aufweist, der an einem Ende direkt oder indirekt gelenkig mit dem Lenkachsengehäuse (18) verbunden und der am anderen Ende an einem Fahrzeugteil befestigt ist.

3. McPherson-Federbeinachse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende des Zusatzlenkers (9) an dem Fahr­ zeuglängsträger (10) befestigt ist.

4. McPherson-Federbeinachse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende des Zusatzlenkers (9) über eine Konsole an dem Integralträger des Fahrzeuges befe­ stigt ist.

5. McPherson-Federbeinachse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende des Zusatzlenkers (9) an einem Fahrschemel befestigt ist.

6. McPherson-Federbeinachse nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzlenker (9) eine derartige Länge aufweist, daß er in Abhängigkeit von der Höhenanordnung an dem Dämpferzylinder (3) in das Innere eines Trape­ zes einpaßbar ist, das aus dem oberen Lagerpunkt der Federbeinachse, dem Gelenk zwischen Querlenker und Achsschenkel (13), dem Lenklager (12) und der Senkrechten (22) auf die Dämpferachse (23) gebildet ist.

7. McPherson-Federbeinachse nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzlenker (9) eine derartige Länge aufweist, daß eine Drehung des Dämpferzylinders (3) und des damit verbundenen unteren Federtellers in Richtung auf einen Federaufzug beim Einfedern erreichbar ist.

8. Mcpherson-Federbeinachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Verhinderung einer Drehbewegung ein Führungsglied (16) aufweist, das mit einem Ende fest mit dem Dämpferzylinder (3) verbunden ist, während dessen anderes Ende in eine von der Kreis­ form abweichende Bohrung, Aussparung oder derglei­ chen (17) der Dämpferkolbenstange (2) ragt.

9. McPherson-Federbeinachse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsglied einen Führungsstift (16) mit eckigem Querschnitt aufweist, der in eine an den eckigen Querschnitt angepaßte Bohrung (17) in der Dämpferkolbenstange ragt.